Cerc Pedagogic 23 noiembrie 2018

Informatica si TIC prin jocuri si aplicatii colaborative

Formator Cristina Elena Anton

Tema: Iteratia în Minecraft + MakeCode

Iterația

În această lecție, vom explora modalități de a repeta lucrurile. S-ar putea să repetați acțiunile dintr-un

program pentru a avea un anumit efect sau puteți folosi repetarea pentru a realiza aceeași sarcină într-un

număr mai mic de pași. Vi-l vom prezenta pe Agent, propriul vostru robot personal, care poate îndeplini

unele sarcini pentru voi, cum ar fi construirea unei ferme, și vom crea câteva mișcări de dans originale, astfel

încât Agentul vostru să poată coborî și să danseze pe ring. În final, vă provocăm să vă scrieți propriul

program pentru a vă îndruma Agentul să facă ceva grozav.

Ce este iterația? Profesorii de informatică afirmă deseori: “Iterația înseamnă repetiție. Iterația înseamnă repetiție. Iterația

înseamnă repetiție”. V-ați dat seama, nu-i așa? A repeta înseamnă a itera. A itera înseamnă a repeta.

Și repetarea este ceva ce computerele fac bine și foarte repede.

Ce exemple din viața reală puteți da?

Exemplu: Mersul pe jos. Nu ne gândim prea mult la asta, dar corpul nostru repetă aceeași succesiune de

acțiuni ori de câte ori mergem pe jos. Acțiunea principală vizibilă a mersului se descompune în repetarea

acțiunii “piciorul stâng în față”, “piciorul drept în față”.

Care sunt alte exemple de iterație în viața de zi cu zi? Ce sarcini și acțiuni sunt compuse din pași care se

repetă? Care sunt acești pași?

Arhitecții folosesc repetiții în proiectarea clădirilor Câinilor le place să facă aport sub forma unei acțiuni

repetitive

Și în natură se găsesc multe modele iterative

Side bar: A itera comparat cu a reitera

Majoritatea oamenilor sunt mai familiarizați cu cuvântul ”reiterare” decât cu ”iterare”. Deoarece iterarea înseamnă a

repeta, reiterarea înseamnă ”re-repatare”, o construcție oarecum redundantă, dar bine înrădăcinată în discursul

obișnuit în limba engleză. În programare, termenii folosiți sunt ”a itera” și ”iterație”.

Activitate de tip ”unplugged”: Sarcini zilnice

Solicitați cursanților să scrie pe o fișă o sarcină și apoi pe o fișă separată să descrie pașii repetitivi care

formează această sarcină. Indicați-le să schimbe lista pașilor repetitivi cu un partener.

Fiecare cursant ar trebui să încerce să își dea seama ce sarcină este realizată urmând pașii repetitivi indicați de

partenerul lor.

Câteva exemple de sarcini:

• A da din cap în sens afirmativ

• A da din cap în sens negativ

• A face semn cu mâna cuiva

• A coborî (urca) scări

• A efectua un anumit exercițiu, cum ar fi sărituri cu forfecare (jumping jacks)

• A peria părul/dinții

• A mânca supa dintr-un castron cu o lingură

• A folosi foarfecele

Notă pentru profesor:

În funcție de vârsta cursanților cărora le predați și de timpul alocat, vă recomandăm:

1. Indicați cursanților ce sarcini să îndeplinească, în loc să îi lăsați să vină cu propriile idei, mai ales că acest lucru

ajută la evitarea acelor sarcini care se utilizează de mai multe ori.

2. Distribuiți sarcinile scrise ca pași repetitivi. Puteți solicita unui cursant/tuturor cursanților să le îndeplinească în

timp ce citiți pașii cu voce tare.

Activitate de tip ”unplugged”: Plimbare în jurul casei

Scopul vostru este de a scrie instrucțiunile pentru partenerul vostru pentru a ocoli complet casa,

folosind aceste două comenzi:

Forward ()

Turn left/right ()

O serie de instrucțiuni pe care un calculator le poate urma este denumit algoritm. Putem procesa o

singură instrucțiune la un moment dat, deci algoritmul trebuie să fie pas cu pas.

Pseudocodul vostru va fi, probabil, în felul următor:

forward()

turn left()

forward()

turn left()

forward()

turn left()

forward()

turn left()

Indicați partenerul să meargă mai departe și să urmeze algoritmul vostru pentru a dovedi că

funcționează.

Dar observați că acest lucru este de opt linii de cod, și multe linii se repetă. În special, următoarele două

linii de cod se repetă de patru ori:

forward()

turn left()

Programatorii preferă să facă comenzi rapide. Mai puține linii de cod necesită mai puțin spațiu de

memorie și, în cele din urmă, cu cât programul vostru este mai scurt, cu atât este mai ușor să găsiți

greșelile. Ori de câte ori aveți un cod care repetă, aveți posibilitatea să utilizați o buclă pentru a vă

simplifica codul.

Cum ar putea fi acesta scurtat? Ce spuneți de:

Repetați de 4 ori:

forward()

turn left()

Continuați și urmați acest algoritm revizuit pentru a dovedi că funcționează.

Tocmai ați rescris opt linii de cod ca trei linii de cod, folosind o buclă. Comanda "repeat" creează o

buclă. Codul din buclă se repetă de câteva ori, până când o condiție este îndeplinită. Condiția din acest

algoritm este de a repeta de patru ori codul din buclă. Odată ce această condiție este îndeplinită,

programul părăsește bucla.

Tipuri de bucle în MakeCode

Computerele utilizează bucle pentru a repeta seturile de instrucțiuni în condiții diferite. Iată câteva exemple

de bucle pe care le veți găsi în MakeCode. Vedeți dacă vă puteți gândi la diferite tipuri de activități care ar

putea fi adecvate pentru fiecare tip de buclă.

”Repeat” de n ori ”For” indicele 0 la n

Ambele bucle (Repeat și For) se repetă de ”n” ori. Dacă aveți 32 de scări în casă, atunci urcatul sau

coborâtul ar presupune probabil să faceți un pas de 32 de ori. Alte exemple de activități care se repetă un

număr dat de ori: intrarea într-o clădire cu două uși frontale, legarea șireturilor, întoarcerea paginilor într-o

carte ilustrată.

Similar cu un bloc Repeat, un bloc For efectuează de asemenea acțiunile sale de câte ori a fost indicat, dar

utilizează o variabilă numită indice (implicit, pe care, însă, îl puteți schimba), pe care o puteți utiliza în

interiorul buclei dacă aveți nevoie de un număr care se schimbă de fiecare dată printr-o buclă.

Chestie interesantă: În JavaScript, acesta fiind limbajul care stă la baza limbajului bazat pe blocurile

MakeCode, blocul Repeat este de fapt același cu cel pentru bucla For! Acesta doar ascunde variabila buclei

pentru a face lucrurile mai simple. Puteți vedea acest lucru singuri, făcând clic pe butonul JavaScript din

partea de sus a ferestrei.

player.onChat("repeat", function () {

for (let i = 0; i < 4; i++) { }

})

player.onChat("for", function () {

for (let index = 0; index <= 4; index++) { }

})

While (true)

O buclă ”while” rulează atât timp cât condiția conținută este adevărată. În mod implicit, adevăratul este

întotdeauna adevărat, astfel încât, într-adevăr, o buclă <true> se execută pentru totdeauna. De obicei, însă,

înlocuiți <true> cu o condiție care este evaluată ca fiind adevărată sau falsă.

De exemplu, ”while <hair is messy>”/câtă vreme <părul este încâlcit>, ”brush hair”/periați părul va continua

repetarea perierii părului până ce <hair is messy> devine o afirmație falsă. Câteva exemple de activități care

ar putea folosi o buclă ”while”:

• while <soup remains> eat with spoon /câtă vreme <rămâne supă> mâncați cu lingura/

• while <energy greater than 0> do jumping jacks /cătă vreme <energia este mai mare decât 0> faceți

sărituri cu forfecare/

• while <she hasn‟t seen me> wave furiously / câtă vreme <ea nu m-a văzut>, mi-a făcut cu mâna

furioasă

În Minecraft este posibil să aveți un bloc While care se repetă atât timp cât Agentul detectează Redstone

dedesubt de el. Vă puteți gândi la un bloc While ca la un bloc Repeat combinat cu o instrucțiune de

condiționare If - If there‟s Redstone beneath me, do these things /Dacă se află Redstone dedesubt de mine,

faceți următoarele ..../

Forever

O buclă Forever începe să ruleze la inițierea programului și continuă să se execute până ce programul ia sfârșit.

Câteva exemple din viața reală sunt: Respirația sau Bătăile inimii.

Activitate: Prezentarea Agentului

Agentul din Minecraft este un roboțel care poate efectua comenzile pe care voi le scrieți în MakeCode.

Această activitate vă va iniția în utilizarea Agentului.

Alternativ, puteți parcurge tutorialul interactiv Agent Moves din MakeCode.

Pași: 1. Creați un nou proiect MakeCode.

2. Denumiți blocul implicit On chat command “tp”.

3. Din sertarul cu instrumente Agent deplasați un bloc Agent teleport to player și amplasați-l în blocul

On chat command

Acum, în Minecraft, atunci când tastați “tp” în fereastra de chat, Agentul se va teleporta direct în

poziția voastră. Ar trebui să faceți acest lucru ori de câte ori doriți să utilizați Agentul într-un proiect.

Poate doriți să creați câteva comenzi de bază suplimentare pentru a muta Agentul în diverse poziții:

Acest lucru facilitează controlul precis al Agentului. În mod alternativ, puteți să stați întotdeauna în locul

în care doriți să se afle Agentul și apoi tastați “tp” în fereastra de chat.

Activitate: Agentul ”Dans, dans”

În această activitate, vom crea un dans unic pentru Agent, cu ajutorul buclelor Repeat și al buclelor For. În

sertarul cu instrumente Agent veți vedea următoarele comenzi:

Move (forward) by 1

Turn (left)

Puteți alege o direcție diferită pentru fiecare dintre aceste comenzi, alegând din meniul derulant. Cu

comanda ”Agent move”, direcția în care se află Agentul nu se schimbă, deci dacă, de exemplu, doriți ca

Agentul să alunece side-to-side, puteți utiliza comanda ”Agent move”.

Cu ajutorul comenzii ”Agent turn” Agentul se va întoarce cu fața în acea direcție, deci dacă, de exemplu,

doriți ca Agentul să se rotească într-un cerc în sensul acelor de ceasornic, nu trebuie decât să-i spuneți

Agentului să se întoarcă spre dreapta de patru ori la rând.

Există, de asemenea, aceste comenzi suplimentare, care efectuează acțiuni utile specifice în alte contexte,

care determină Agentul să facă gestul de triumf cu pumnul său sau să fluture un instrument:

Pentru a crea dansul nostru, nu ezitați să amestecați unele dintre aceste comenzi pentru a vă face dansul mai

interesant. Să începem!

Pași:

1. Mai întâi, din sertarul cu instrumente Player deplasați un nou bloc On chat command în spațiul de lucru

aferent codării.

2. Denumiți această comandă „dance‟/dans.

3. Apoi creați o secvență de mișcări pentru ca Agentul vostru să le execute. Iată un exemplu:

4. Din sertarul cu instrumente Loops deplasați un bloc Repeat în blocul de dans On chat command și

înconjurați blocurile Agent.

Utilizați blocul Repeat pentru a repeta secvența de mișcări de dans de mai multe ori. Apoi intrați în

Minecraft, teleportați Agentul în poziția voastră și aruncați o privire la cum arată dansul vostru!

Side bar: Slo-Mo

Deoarece Agentul trece atât de repede prin

pașii de dans, uneori poate fi dificil să vedeți ce

se întâmplă dacă încercați să corectați o rutină

de dans. MakeCode are o caracteristică Slo-Mo

care vă permite să încetiniți un program, astfel

încât să puteți face acest lucru pas cu pas, pe

măsură ce fiecare instrucțiune este executată.

Butonul Slo-Mo este în partea din stânga jos a

ecranului MakeCode și are o pictogramă

”melc” pe el. Când faceți clic pentru a-l activa,

butonul devine galben. Acum, când executați

un program MakeCode, totul se va desfășura

destul de lent pentru a vedea fiecare

instrucțiune evidențiată în spațiul de lucru de

codare, pe măsură ce robotul o execută în

Minecraft.

Acum, introduceți toate cele mai bune mișcări de dans într-o rutină de dans!

Ce-ar fi să creăm un ring de dans iluminat?

Activitate: Să-l ajutăm pe Agentul Fermier

Sperăm să folosim iterația pentru a învăța Agentul să construiască câteva rânduri de pământ săpat în care

să putem planta câteva culturi. Vom avea nevoie de ajutorul vostru pentru a corecta acest cod (aflați

unde sunt problemele!) Să începem.

Dorim să creăm un rând de 2 x 6 de pământ săpat. Putem să ne gândim la acest lucru ca la două bucle de

repetare care îl fac pe Agent să repete săparea solului și să înainteze de un număr total de 6 ori, după care

Agentul să se întoarcă și să repete acești pași din nou, pentru un a-l doilea rând de culturi. Va trebui să ne

dăm seama cum să facem acest lucru în mod corect.

Pași:

1. Să începem prin crearea unui nou proiect MakeCode denumit Farmer/Fermier.

2. Din sertarul cu instrumente Player deplasați un alt bloc On chat command în spațiul de lucru,

astfel că acum sunt două blocuri On chat commands.

3. Denumiți-l pe unul “tp” pentru a teleporta Agentul în poziția voastră și denumiți-l pe celălalt

“farm”/fermă.

4. Din sertarul cu instrumente Agent deplasați un bloc Agent teleport to player și lăsați-l să cadă în On

chat command tp.

5. Din sertarul cu instrumente Loops deplasați un bloc Repeat în blocul On chat command farm.

6. Aceasta va determina lungimea rândului nostru, deci în blocul Repeat schimbați 4 cu 6.

7. Din sertarul cu instrumente Agent deplasați un bloc Agent till și un bloc Agent move în blocul Repeat.

Această buclă se va repeta de 6 ori. De fiecare dată, Agentul va săpa solul direct în fața lui (cu propria

sapă de diamant) și va merge mai departe în acel spațiu. Încercați să executați codul în Minecraft și

vedeți ce se întâmplă.

Observați unde Agentul termină activitatea după ce blocul Repeat se încheie. Vrem ca Agentul să se întoarcă

și să sape următorul rând, până când termină activitatea chiar lângă locul în care a început, și lasă un frumos

rând de 2 x 6 de pământ săpat pregătit pentru plantare. Va trebui să adăugați un alt bloc Repeat în jurul

blocului vostru Repeat existent și să adăugați câteva indicații pentru a roti Agentul înainte ca acesta să

înceapă rândul următor.

Aici este codul nostru de pornire:

Dacă executați acest cod, veți observa că există o problemă. Agentul nu este configurat corect, iar al

doilea rând nu este aliniat. Cum puteți remedia codul pentru a face acest lucru să funcționeze corect? Vă

vom lăsa să vă dați singuri seama!

Extensii opționale • Culturile au nevoie de apă pentru a crește. Găsiți o modalitate de a crea un rând de apă de 1 x 6

între fiecare rând de 2 x 6 de sol.

• Învățați Agentul să planteze câteva semințe pentru voi, după ce arați pământul. Amintiți-vă să

dați Agentului câteva semințe în slotul superior al magaziei din stânga.

Creați o modalitate de a duplica ”paturile ridicate” de cultivare din sate. Acest lucru nu este ușor, deci

încercați să utilizați Constructorul pentru a îndeplini această sarcină. Am inclus o soluție mai jos, dar

există și altele.

Încercați mai întâi voi!

Soluție:

JavaScript:

player.onChat("build", function () { builder.teleportTo(positions.create(0, 0, 0)) builder.setOrigin() builder.mark() builder.shift(6, 0, 8) builder.fill(blocks.block(Block.LogOak)) builder.teleportToOrigin() builder.shift(1, 0, 1) builder.mark() builder.shift(4, 0, 6) builder.fill(blocks.block(Block.Dirt)) builder.teleportToOrigin() builder.shift(3, 0, 1) builder.mark() builder.move(SixDirection.Left, 6) builder.fill(blocks.block(Block.Water))

})

player.onChat("plant", function (num1) { for (let i = 0; i < 2; i++) { for (let i = 0; i < num1; i++) {

agent.till(SixDirection.Forward)agent.move(SixDirection.Forward, 1)agent.place(SixDirection.Down)

} agent.move(SixDirection.Forward, 1)agent.turn(TurnDirection.Right) agent.move(SixDirection.Forward, 1) agent.turn(TurnDirection.Right)

}

})

player.onChat("tp", function () {

agent.teleportToPlayer()

})

player.onChat("rt", function () {

agent.turn(TurnDirection.Right)

})

player.onChat("lt", function () {

agent.turn(TurnDirection.Left)

})

player.onChat("back", function () {

agent.move(SixDirection.Back, 1)

})

player.onChat("forward", function () {

agent.move(SixDirection.Forward, 1)

})

Proiect independent: Casa scărilor

Un proiect independent este o oportunitate pentru voi să arătați ce știți. În această lecție, am aflat despre

modul în care blocurile Loops pot reduce repetițiile în codul vostru. Acum, provocarea pentru voi este de a

crea un proiect MakeCode care folosește o iterație într-un anumit fel pentru a crea o scară care duce la

diamante.

Una dintre cele mai valoroase resurse din Minecraft este diamantul. Puteți găsi diamante subterane în modul

Survival. Să ajungeți de la suprafață în adâncime, în cazul în care acolo se găsesc diamante, este provocator.

Din fericire, puteți programa Agentul vostru să facă acest lucru pentru voi! Pentru acest proiect, găsiți o

modalitate de a vă învăța Agentul să sape un tunel până la nivelul Y12 sau Y13, unde se găsesc diamantele.

Odată ce vă aflați la acest nivel, puteți să săpați tuneluri paralele în căutarea diamantelor, sau chiar să

programați Agentul pentru a face acest lucru pentru voi (vom parcurge acest lucru în secțiunea privind

Instrucțiunile de condiționare.)

Notă: În Minecraft, în general, nu este o idee grozavă să săpați în jos, pentru că există peșteri subterane și

chiar dacă Agentul vostru face acest lucru, nu este întotdeauna spațiu pentru a amplasa o scară pentru a urca

înapoi. O soluție cu scară în trepte este, de obicei, mai bună, dar este posibil să mai trebuiască să curățați

calea în urma Agentului, în cazul în care acesta intră într-o peșteră unde nu există blocuri sau dacă ajunge în

granit sau nisip, care poate să cadă și să ascundă scările.

Opțiunea nr. 1 pentru Proiectul Casa scărilor Casa scărilor dreaptă

O casă a scărilor dreaptă este, probabil, cea pe care suntem obișnuiți să o vedem și aceasta are avantajul

suplimentar de a vă permite să fugiți în sus și în jos cu rapiditate, dacă acoperiți stânca cu scări.

Privind în jos pe scări Privind în sus pe scări

Această provocare este puțin mai ușoară dacă nu amplasați scări, dar va trebui să săriți la fiecare nivel și

acest lucru mărește frecvența la care trebuie să mâncați. De asemenea, nu este practic să aduceți un cal în

mină dacă nu aveți o casă a scărilor largă, înaltă, acoperită cu scări.

Dacă decideți să puneți jos scările, rețineți că, implicit, Agentul plasează scările cu fața înapoi. Acest lucru

funcționează bine dacă construiți o scară în sus, dar dacă construiți o scară în jos, gândiți-vă cum puteți

modifica codul vostru pentru a vă asigura că scările sunt construite corect.

De asemenea, amintiți-vă că atunci când blocul Agent place on move este setat la valoarea True, Agentul va

plasa un bloc de fiecare dată când se mișcă. Este posibil să fie necesar să setați Agent place on move în

poziția False pentru a poziționa Agentul, și apoi să setați din nou la valoarea True când doriți să

reîncepeți să amplasați blocuri.

Nu uitați să utilizați Loops pentru a reduce repetarea codului!

Odată ce ați setat Agentul să construiască o casă a scărilor dreaptă, luați în considerare modul în care puteți

modifica codul vostru pentru a crea o scară cu lățimea de trei blocuri și cu suficient spațiu pentru a vă permite

să vă deplasați cu un cal pe scări!

Opțiunea nr. 2 pentru Proiectul Casa scărilor Casă a scărilor în spirală

Un alt tip de scară este o casă a scărilor în spirală. Încercați să programați Agentul să sape pentru voi acest tip

de casă a scărilor.

Începeți prin a sapa un bloc, apoi două blocuri, apoi trei blocuri adânci.

La fiecare întoarcere, eliminați coloana de trei blocuri indicate de granit în aceste imagini (imaginea

următoare arată blocul de jos, care nu este vizibil decât când cele două de deasupra acestuia sunt scoase).

O casă a scărilor în spirală implică în mare parte același cod necesar și pentru crearea unei case a

scărilor dreaptă, cu lățimea de un bloc. Gândiți-vă unde ar trebui să vă întoarceți . Și, ca în cazul

tuturor scărilor, va trebuie, probabil, să urmați Agentul pentru a plasa torțe și a face curățenie în urma

granitului care cade.

Opțiunea nr. 3 pentru Proiectul Casa scărilor Tunel diagonal

Un tip eficient de tunel coboară într-un unghi diagonal. Puteți crea un cod care să-l determine pe Agent să

sape acest tip de tunel? Săparea unui tunel diagonal implică îndepărtarea straturilor de blocuri așa cum se

arată.

Pasul 1: Eliminați blocurile reprezentate de granit Pasul 2: Eliminați blocurile reprezentate de

diorit

Pasul 3: Eliminați blocul central Pasul 4: Continuați în același mod, săpând un tunel

diagonal

Rețineți că Agentul nu poate să își întoarcă fața pe diagonală ca voi, așa că va trebui să vă dați seama cum să

mutați Agentul astfel încât acesta să sape în direcția corectă.

Jurnal Minecraft Compuneți o intrare în jurnal abordând următoarele:

• Ce tip de scară ați ales să construiți? Dreaptă, spirală sau diagonală? De ce?

• Cu ce probleme v-ați confruntat? Cum le-ați rezolvat?

• Cum ați folosit buclele în crearea casei scărilor proprii?

• Descrieți un punct în care ați rămas blocați. Apoi discutați despre cum v-ați dat seama de acest lucru.

• Includeți cel puțin o captură de ecran a casei scărilor proprii.

• Înregistrați proiectul pe web și includeți adresa URL aici.

Evaluare

1 2 3 4

Jurnal Înregistrării în

jurnalul

Minecraft îi

lipsesc 4 sau mai

multe din

prompt-urile

necesare.

Înregistrării în

jurnalul

Minecraft îi

lipsesc 2 sau 3

din prompt-urile

necesare.

Înregistrării în

jurnalul

Minecraft îi

lipsește 1 din

prompt-urile

necesare.

Jurnalul

Minecraft

abordează

toate prompt-

urile necesare.

Bucle Se sfârșește la

Nu utilizează

deloc buclele

sau folosește

buclele într-un

mod superficial

și are probleme

cu ieșirea din

buclă.

Utilizează buclele

în mod eficient,

dar superficial.

Utilizează buclele

într-un mod care

este integrat în

program, dar

există unele

probleme cu

ieșirea din buclă.

Folosește

eficient buclele

într-un mod

care este

integrat în

program.

Proie

ct

Casei scărilor îi

lipsesc toate

elementele

necesare.

Casei scărilor îi

lipsesc 2 din

elementele

necesare.

Casei scărilor

îi lipsește 1

din elementele

necesare.

Casa

scărilor

este:

Compl

etă

Navigabilă în

ambele

direcții Se

sfârșește la

sau

aproximativ

la Y13